JP2000275541A - Laser microscope - Google Patents

Laser microscope

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JP2000275541A
JP2000275541A JP11080029A JP8002999A JP2000275541A JP 2000275541 A JP2000275541 A JP 2000275541A JP 11080029 A JP11080029 A JP 11080029A JP 8002999 A JP8002999 A JP 8002999A JP 2000275541 A JP2000275541 A JP 2000275541A
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JP
Japan
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image data
sample
light
luminance
image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11080029A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kobayashi
茂 小林
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the Z-directional luminance variation of a scanning type laser microscope. SOLUTION: A signal processing part 110 which processes an obtained image is equipped with a mean luminance calculation part 121 which calculates the mean luminance of respective obtained image data, a correction coefficient calculation part 122 which calculates correction coefficients for reference image data selected out of the obtained image data from the mean luminance of the image data calculated by the calculation part 121, and a luminance conversion part 123 which corrects the luminance according to the correction coefficients calculated respectively for the image data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ顕微鏡に関
し、特に試料のZ方向の媒質の差を補正するために、3
次元画像の深さ方向の輝度を補正し、観察者の見易い画
像を表示するレーザ顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser microscope and, more particularly, to a laser microscope for correcting a medium difference in a Z direction of a sample.
The present invention relates to a laser microscope that corrects luminance in a depth direction of a three-dimensional image and displays an image that is easy for an observer to see.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学顕微鏡は、ステージ上に搭載したプ
レパラート上の試料を、対物レンズで拡大し観察する構
成であり、一般に、試料に対する照明系として、ランプ
などの光源からの光をコンデンサレンズを用いて試料の
観察領域全体に均等になるようにあてる構造を採用して
いた。
2. Description of the Related Art An optical microscope has a configuration in which a sample on a slide mounted on a stage is magnified and observed with an objective lens. Generally, an illumination system for the sample uses a condenser lens to illuminate light from a light source such as a lamp. In this case, a structure was employed in which the sample was used so as to be even over the entire observation area of the sample.

【0003】しかしながら、照明系としてこのような構
造を採用した場合、フレア等の問題、また低コントラス
トの試料を観察するにあたっては大変見づらいという問
題があった。このような問題を改善するものとして点状
光投射型(スポット光投射型)の光学顕微鏡である走査
型光学顕微鏡が提案された。
[0003] However, when such a structure is adopted as an illumination system, there are problems such as flare and the like, and it is very difficult to observe a sample with low contrast. As a solution to such a problem, a scanning optical microscope which is a point light projection type (spot light projection type) optical microscope has been proposed.

【0004】走査型光学顕微鏡は、点光源からの光を対
物レンズを介して点状にして被観察試料に照射し、これ
により被観察試料を透過した光(透過光)、或いは反射
光もしくは点状の光を照射したことにより試料から発生
した蛍光を再び対物レンズ等の、光学系を介して点状に
結像し、これをピンホールを介して検出器で検出して像
の濃淡情報を得るようにしたものである。
A scanning optical microscope irradiates a sample to be observed with light from a point light source via an objective lens in the form of a dot, thereby transmitting light (transmitted light), reflected light, or point light. The fluorescent light generated from the sample by irradiating the light in the form of a spot is imaged again as a dot through an optical system such as an objective lens, and this is detected by a detector through a pinhole to obtain the density information of the image. It is something that you get.

【0005】ただし、これだけでは点光源から照射され
た光が点状となる一点の濃淡情報しか得られない。そこ
で、点光源からの光は、光軸を固定した状態でステージ
をX軸、Y軸の方向に移動したり、ステージ上の試料に
対して点光源からの光をX軸、Y軸の方向へ偏向する走
査機構を用いることによって、試料上(焦点面上)で2
次元走査される。試料からの光から得た濃淡情報は、試
料上の2次元走査に同期してCRTディスプレイなどの
画像表示装置に表示させることにより、試料の2次元画
像を観察できるようにしている。以上が走査型光学顕微
鏡の原理的構成要素である。
[0005] However, only this can obtain only one point of light and shade information in which light emitted from a point light source becomes a point. Therefore, the light from the point light source moves the stage in the X-axis and Y-axis directions while the optical axis is fixed, or the light from the point light source is applied to the sample on the stage in the X-axis and Y-axis directions. By using a scanning mechanism that deflects the light to 2
Dimensionally scanned. Shading information obtained from light from the sample is displayed on an image display device such as a CRT display in synchronization with two-dimensional scanning on the sample, so that a two-dimensional image of the sample can be observed. The above are the principle components of the scanning optical microscope.

【0006】また、点光源としてはレーザ光を用いると
画像の解像度が向上することが広く知られており、走査
型レーザ顕微鏡と呼ばれている。走査型レーザ顕微鏡
は、レーザ走査されている試料からの透過光(反射光)
を検出器である光電子増倍管やフォトダイオードなどで
光電変換することにより電気信号に変換し、変換された
信号を画像データとして保存、加工、表示をする構成を
通常備えている。
It is widely known that the use of laser light as a point light source improves the resolution of an image, and is called a scanning laser microscope. Scanning laser microscopes use transmitted light (reflected light) from a sample being laser-scanned.
Is usually converted into an electric signal by photoelectric conversion by a photomultiplier tube or a photodiode as a detector, and the converted signal is stored, processed, and displayed as image data.

【0007】一般例として、従来の走査型レーザ顕微鏡
の基本構成を図12を用いて説明する。101は光学顕
微鏡本体で、レーザ光源102により、光学顕微鏡10
1に設けられている顕微鏡ステージ上の試料表面上にス
ポット光を発生させる。実際には、試料面上をXY走査
するため、光学顕微鏡101内に導かれたレーザ光は2
次元走査機構部103にて、対物レンズに対するスポッ
ト光の光路をXY光路に振らせることになる。
As a general example, a basic configuration of a conventional scanning laser microscope will be described with reference to FIG. Reference numeral 101 denotes an optical microscope main body.
A spot light is generated on the surface of the sample on the microscope stage provided in 1. Actually, since XY scanning is performed on the sample surface, the laser light guided into the optical microscope 101 is 2
In the dimensional scanning mechanism 103, the optical path of the spot light with respect to the objective lens is shifted to the XY optical path.

【0008】試料に対してスポット光を照射した結果、
試料からの反射光、又は蛍光の情報を対物レンズを通
し、2次元走査機構部103を介してピンホール板10
4を通過後、光検出部105で受光し電気信号に光電変
換する。ピンホール板104は、所定径のピンホールを
開けたもので、光検出部105の前面の結像位置に配置
され、そこを通過した光は試料面上の観察点で焦点にあ
った情報のみが検出でき、共焦点効果が得られる。尚、
2次元走査機構部103を駆動するには、2次元走査駆
動部119により、走査制御信号を発生させて行い、ま
た信号処理部110でも、そこからの信号を基準にデー
タ処理を行う。
As a result of irradiating the sample with spot light,
The information of the reflected light or the fluorescence from the sample is passed through the objective lens, and the pinhole plate 10 is passed through the two-dimensional scanning mechanism 103.
4, the light is received by the light detection unit 105 and photoelectrically converted into an electric signal. The pinhole plate 104 is provided with a pinhole having a predetermined diameter, and is disposed at an image forming position on the front surface of the light detection unit 105. Light passing through the pinhole plate 104 is only information focused at an observation point on the sample surface. Can be detected, and a confocal effect can be obtained. still,
To drive the two-dimensional scanning mechanism unit 103, a two-dimensional scanning driving unit 119 generates a scanning control signal, and the signal processing unit 110 performs data processing based on the signal from the scanning control signal.

【0009】検出された電気信号は、信号処理部110
にて処理され表示部131に表示される、まず、利得可
変部111にて所望の信号増幅を行い、次にオフセット
調整部112にて所望の信号の増減を設定する。その設
定量はCPU116により、それぞれD/Aコンバータ
117,118に所望の値を設定する。次に、オフセッ
ト調整部112から出た信号はA/Dコンバータ113
にてアナログ/デジタル変換された後、記憶部114に
て画像データとして一時記憶される。
The detected electric signal is sent to a signal processing unit 110.
Is processed and displayed on the display unit 131. First, a desired signal is amplified by the gain variable unit 111, and then the desired signal is increased or decreased by the offset adjustment unit 112. The set amount is set to a desired value in the D / A converters 117 and 118 by the CPU 116, respectively. Next, the signal output from the offset adjusting unit 112 is output to the A / D converter 113.
After the analog / digital conversion, the image data is temporarily stored in the storage unit 114 as image data.

【0010】記憶された画像データは、その後加工、表
示、保存される。加工とはCPU116にて所望の画像
処理を行うことであり、また、表示とは記憶部114か
ら画像データを出力し、D/Aコンバータ115を通し
て、表示部131に表示され、画像を観察することがで
きる状態にすることである。
[0010] The stored image data is thereafter processed, displayed, and stored. Processing refers to performing desired image processing by the CPU 116, and displaying refers to outputting image data from the storage unit 114, displaying the image data on the display unit 131 through the D / A converter 115, and observing the image. To be able to

【0011】また、深さ方向つまり3次元情報が必要な
場合は、Z走査駆動部120により、所望のZ位置へ移
動させ、必要な画像を順次記憶部114に構築させる。
これにより、3次元画像の表示、観察も可能となる。
When the depth direction, that is, three-dimensional information is required, the Z-scan driver 120 is moved to a desired Z position, and necessary images are sequentially constructed in the storage unit 114.
Thereby, display and observation of a three-dimensional image are also possible.

【0012】このように、レーザ顕微鏡は3次元の生物
及び金属の立体試料の画像観察、その他計測などを扱う
ことができる。レーザ顕微鏡を使った3次元試料の測定
の応用例に特開平6−265317号公法がある。これ
は、反射試料からのレーザ反射光をもとに、試料の厚み
を計測する例である。
As described above, the laser microscope can handle three-dimensional image observation of biological and metal three-dimensional samples, and other measurements. An application example of measurement of a three-dimensional sample using a laser microscope is disclosed in JP-A-6-265317. This is an example in which the thickness of a sample is measured based on laser reflected light from a reflective sample.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】一般に、レーザ顕微鏡
を用いて生物等の3次元の立体画像を構築した場合、構
築された3次元画像には観察深さに応じて蛍光輝度に違
いが生じる。例えば、図13に示すように、厚みのある
均質な観察標本(試料)1301を観察する場合を考え
ると、対物レンズ1302から試料1301までの距離
が近いところを浅い観察位置といいA面とする。また距
離が遠いところを深い観察位置といいB面とする。B面
での輝度は、A面での輝度より低い。これはA面の位置
でのレーザ光及び蛍光に比べ、B面では反射、散乱、吸
収により、入遮光及び反射光(透過光)が試料内で損失
してしまうためである。
Generally, when a three-dimensional stereoscopic image of an organism or the like is constructed using a laser microscope, the constructed three-dimensional image has a difference in fluorescence luminance depending on the observation depth. For example, as shown in FIG. 13, when observing a thick and homogeneous observation sample (sample) 1301, a position where the distance from the objective lens 1302 to the sample 1301 is short is referred to as a shallow observation position and is referred to as an A surface. . Further, a place where the distance is far is referred to as a deep observation position and is referred to as a B surface. The luminance on the B side is lower than the luminance on the A side. This is because incident light blocking and reflected light (transmitted light) is lost in the sample due to reflection, scattering, and absorption on the B surface, as compared with the laser light and fluorescence at the position of the A surface.

【0014】従って、得られた複数枚のスライス画像か
ら3次元画像を構築した場合、XY平面の画像はZ軸が
深くなるに従い輝度が低くなってしまう現象が現れる。
このように試料によっては通常生物試料の3次元画像構
築を行った結果、Z方向に均一な明るさというわけでは
なく、観察深さが深くなると輝度が低下し、Z方向の全
容が視覚的に掴み難く、また見難い画像が表示され、観
察に支障を来す。従って、より見やすい画像にするため
に、Z方向の明るさを見やすいように輝度変換して表示
を行えることが望ましい。
Therefore, when a three-dimensional image is constructed from a plurality of slice images obtained, a phenomenon appears in which the luminance of the image on the XY plane becomes lower as the Z axis becomes deeper.
As described above, depending on the sample, the result of constructing a three-dimensional image of a biological sample usually does not mean that the brightness is uniform in the Z direction. The brightness decreases as the observation depth increases, and the entire image in the Z direction is visually observed. An image that is hard to grasp and hard to see is displayed, which hinders observation. Therefore, in order to make the image more easily viewable, it is desirable that the brightness can be converted and displayed so that the brightness in the Z direction can be easily viewed.

【0015】ところが、一般的に試料内からの反射光
(透過光)は、試料内での光の吸収、散乱の影響を多く
受け、Z方向の輝度変化は観察試料、試薬に依存する。
従って、蛍光の深さ方向に関する光の変化を見極めるこ
とが難しいという問題があった。
However, in general, reflected light (transmitted light) from the inside of a sample is largely affected by light absorption and scattering in the sample, and the luminance change in the Z direction depends on the observation sample and the reagent.
Therefore, there is a problem that it is difficult to determine a change in light in the depth direction of the fluorescence.

【0016】特開平6−265317号公報には、金属
反射試料についての深さ方向の厚さの測定ができる観察
方法が開示されているが、蛍光観察の生物試料に関して
は適用できない。従って、従来例の構成ではZ方向の明
るさの補正はできない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-265317 discloses an observation method capable of measuring the thickness of a metal reflection sample in the depth direction, but cannot be applied to a fluorescent observation biological sample. Accordingly, the brightness in the Z direction cannot be corrected in the configuration of the conventional example.

【0017】本発明の目的は、試料の観察深さに応じた
輝度変化を補正し、試料の観察を容易に行い得るレーザ
顕微鏡を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a laser microscope which can correct a change in luminance according to the observation depth of a sample and can easily observe the sample.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】[構成]本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。
Means for Solving the Problems [Configuration] The present invention is configured as follows to achieve the above object.

【0019】(1)本発明(請求項1)のレーザ顕微鏡
は、試料に対してレーザ光を出射するためのレーザ光源
と、前記試料の焦点位置に前記レーザ光を照射するため
の光学系と、前記試料の焦点位置からの光を検出するた
めの検出手段と、この検出手段で検出したデータを出力
する出力手段と、前記試料に対して前記レーザ光の焦点
位置を相対的に変化させる手段とを具備してなるレーザ
顕微鏡において、各焦点位置毎に得られた各データの輝
度を補正する手段を具備してなることを特徴とする。
(1) A laser microscope according to the present invention (claim 1) includes a laser light source for emitting a laser beam to a sample, and an optical system for irradiating the laser beam to a focal position of the sample. Detecting means for detecting light from the focal position of the sample, output means for outputting data detected by the detecting means, and means for changing the focal position of the laser light relative to the sample And a means for correcting the luminance of each data obtained for each focal position.

【0020】(2)本発明(請求項2)のレーザ顕微鏡
は、試料のXY方向の2次元平面に対してスポット光を
走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検出するこ
とによってXY方向の2次元平面の画像データを取得
し、該スポット光の焦点位置をZ方向に変化させること
によって複数の異なる観察位置の前記画像データを取得
するレーザ顕微鏡において、得られた各画像データの平
均輝度を算出する平均輝度算出手段と、この平均輝度算
出手段によって算出された画像データの平均輝度から、
取得された複数の画像データから選ばれた基準となる画
像データに対する補正係数を算出する手段と、各画像デ
ータに対してそれぞれ算出された補正係数をもとに輝度
補正を行なう手段とを具備してなることを特徴とする。
(2) The laser microscope according to the present invention (claim 2) detects the reflected light or the transmitted light from the sample while scanning the spot light with respect to the two-dimensional plane in the XY direction of the sample. In a laser microscope that obtains image data of a two-dimensional plane in the direction and changes the focal position of the spot light in the Z direction to obtain the image data of a plurality of different observation positions, an average of the obtained image data is obtained. From the average luminance calculating means for calculating the luminance, and from the average luminance of the image data calculated by the average luminance calculating means,
A means for calculating a correction coefficient for reference image data selected from a plurality of acquired image data; and a means for performing luminance correction based on the correction coefficient calculated for each image data. It is characterized by becoming.

【0021】(3)本発明(請求項3)のレーザ顕微鏡
は、蛍光物質で染色された蛍光試料を含む試料のXY方
向の2次元平面に対してスポット光を走査しつつ該試料
からの反射光又は透過光を検出することによってXY方
向の2次元平面の画像データを取得し、該スポット光の
焦点位置をZ方向に変化させることによって複数の異な
る観察位置の前記画像データを取得するレーザ顕微鏡に
おいて、前記画像データから蛍光部分を抽出する手段
と、抽出された蛍光部分の平均輝度を算出する平均輝度
算出手段と、この平均輝度算出手段によって算出された
平均輝度から、取得された複数の画像データから選ばれ
た基準となる画像データに対する補正係数を算出する手
段と、各画像データに対してそれぞれ算出された補正係
数をもとに輝度補正を行なう手段とを具備してなること
を特徴とする。
(3) The laser microscope of the present invention (claim 3) reflects a spot light on a two-dimensional plane in the XY directions of a sample containing a fluorescent sample stained with a fluorescent substance while reflecting the sample from the sample. A laser microscope that acquires image data of a two-dimensional plane in the XY directions by detecting light or transmitted light, and acquires the image data at a plurality of different observation positions by changing the focal position of the spot light in the Z direction. A means for extracting a fluorescent part from the image data, an average luminance calculating means for calculating an average luminance of the extracted fluorescent part, and a plurality of images obtained from the average luminance calculated by the average luminance calculating means. Means for calculating a correction coefficient for the reference image data selected from the data, and brightness correction based on the correction coefficients calculated for each image data Characterized by comprising comprises a means for performing.

【0022】(4)本発明(請求項4)のレーザ顕微鏡
は、試料に対してスポット光の焦点位置を変化させて走
査し、該試料からの反射光又は透過光から、複数の異な
るXY平面内の画像データを取得するレーザ顕微鏡にお
いて、前記画像データが取得された焦点位置の情報に応
じて、該画像データに対して前記スポット光及び,前記
反射光又は透過光の減衰による前記画像データの輝度の
変化を補正する手段を具備してなることを特徴とする。
(4) The laser microscope according to the present invention (claim 4) scans the sample by changing the focal position of the spot light, and obtains a plurality of different XY planes from reflected light or transmitted light from the sample. In the laser microscope for acquiring image data in the image data, the spot light and the reflected light or the transmitted light are attenuated with respect to the image data in accordance with the information on the focal position where the image data is acquired. It is characterized by comprising means for correcting a change in luminance.

【0023】本発明の好ましい実施態様を以下に示す。Preferred embodiments of the present invention are shown below.

【0024】補正された画像データを基づいて3次元画
像又はを表示する手段を具備する。
There is provided means for displaying a three-dimensional image or based on the corrected image data.

【0025】前記反射光又は透過光を検出し電気信号と
して得る光電変換手段と、変換された電気信号に対して
利得調整を行う手段と、オフセット調整を行う手段と、
その信号をアナログデジタル変換する手段と、画像を記
憶する手段と、試料のZ方向(深さ)を移動する手段と
を具備する。
A photoelectric conversion means for detecting the reflected light or the transmitted light to obtain an electric signal, a means for adjusting a gain of the converted electric signal, a means for performing an offset adjustment,
It comprises means for converting the signal from analog to digital, means for storing an image, and means for moving the sample in the Z direction (depth).

【0026】試料のXY方向の2次元平面に対してスポ
ット光を走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検
出することによってXY方向の2次元平面の画像データ
を取得し、該スポット光の焦点位置をZ方向に変化させ
ることによって複数の異なる観察位置の前記画像データ
を取得するレーザ顕微鏡において、前記画像データが取
得された焦点位置の情報に応じて、該画像データに対し
て前記スポット光及び,前記反射光又は透過光の減衰に
よる前記画像データの輝度の変化を補正する手段を具備
してなることを特徴とする。
While scanning the spot light with respect to the two-dimensional plane in the XY direction of the sample and detecting the reflected light or transmitted light from the sample, image data of the two-dimensional plane in the XY direction is obtained. A laser microscope that obtains the image data at a plurality of different observation positions by changing the focal position of the spot in the Z direction. And means for correcting a change in luminance of the image data due to attenuation of light and the reflected light or transmitted light.

【0027】[作用]本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。
[Operation] The present invention has the following operation / effect by the above configuration.

【0028】第1の構成では、各焦点位置毎に得られた
各データの輝度を補正するようにしたので、Z方向の媒
質の差を補正することができ、補正前の画像に比べZ方
向に対する輝度差をなくすことができる。
In the first configuration, the luminance of each data obtained for each focal position is corrected, so that the difference in the medium in the Z direction can be corrected, and the Z direction can be compared with the image before correction. Can be eliminated.

【0029】第2の構成では、画像データの平均輝度を
算出し、該平均輝度から基準となる画像データの平均輝
度に対する補正係数を算出して画像データを補正するこ
とによって、XYZ画像又はYZ画像又はXZ画像のデ
ーター取得から表示までの処理時間を遅らさずに、Z方
向の媒質の差を補正することができ、補正前の画像に比
べZ方向に対する輝度差が無くなり、深さ方向にも観察
し易いXZ,YZ,XYZ画像が得られる。
In the second configuration, the average luminance of the image data is calculated, and a correction coefficient for the average luminance of the reference image data is calculated from the average luminance to correct the image data. Alternatively, the difference in the medium in the Z direction can be corrected without delaying the processing time from the data acquisition of the XZ image to the display, and there is no difference in luminance in the Z direction compared to the image before correction, and in the depth direction XZ, YZ, and XYZ images that can be easily observed are obtained.

【0030】また、画像データの中から蛍光部分を抽出
することによって、平均値算出の際の背景の影響を少な
くし、見易い輝度変換画像が実現できる。また蛍光画像
部分と背景部分を分離する閾値を調整できるので、観察
の際の試料に合わせた最適な最終画像を表示できる。
Further, by extracting the fluorescent portion from the image data, the influence of the background upon calculating the average value can be reduced, and a brightness-converted image that can be easily viewed can be realized. Further, since the threshold value for separating the fluorescent image portion and the background portion can be adjusted, an optimal final image suitable for the sample at the time of observation can be displayed.

【0031】第4の構成では、Z方向に暗い輝度の画像
を自然現象に則って輝度変換し、見易い画像に変換で
き、深さ方向にも観察し易いXZ,YZ,XYZ画像が
得られる。
In the fourth configuration, an image having dark luminance in the Z direction can be converted into an easy-to-view image by performing luminance conversion in accordance with a natural phenomenon, and XZ, YZ, and XYZ images that can be easily observed in the depth direction can be obtained.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】[第1実施形態]図1は、本発明の第1実
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。
[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a scanning laser microscope according to a first embodiment of the present invention.

【0034】101は光学顕微鏡本体で、レーザ光源1
02から2次元走査機構部103に、ファイバー或いは
ファイバーを使わず直接にレーザ光を導き、導かれたレ
ーザ光を対物レンズを介して顕微鏡ステージ上の試料上
(焦点面上)にスポット光を照射する。なお、2次元走
査駆動制御部119により発生する走査制御信号にて、
2次元走査機構部103を駆動させることによって、ス
ポット光を試料に対してXY走査させる。
Reference numeral 101 denotes an optical microscope main body, and a laser light source 1
The laser light is directly guided from the 02 to the two-dimensional scanning mechanism 103 without using a fiber or a fiber, and the guided laser light is irradiated on the sample (on the focal plane) on the microscope stage via the objective lens. I do. Note that the scanning control signal generated by the two-dimensional scanning drive control unit 119
By driving the two-dimensional scanning mechanism 103, the sample is scanned XY with the spot light.

【0035】試料に対するスポット光のXY走査は、例
えば図2に示すように、2枚のガルバノミラー(Xガル
バノミラー201,Yガルバノミラー202)を用いる
ことによって、スポット光を試料表面に対してX方向と
Y方向とに走査させる。このXY方向の走査に必要な信
号は、X,Yまたは水平(H)、垂直(V)の同期信号
という。結果としてスポット光を試料面上でXY走査す
ることになる。
The XY scanning of the spot light on the sample is performed by using two galvanometer mirrors (X galvanometer mirror 201 and Y galvanometer mirror 202) as shown in FIG. Scan in the direction and the Y direction. The signals necessary for the scanning in the XY directions are referred to as X, Y or horizontal (H) and vertical (V) synchronization signals. As a result, the spot light is scanned XY on the sample surface.

【0036】スポット光を照射した結果、試料からの光
情報、例えば蛍光情報は対物レンズを通った後,2次元
走査機構部103及びピンホール板104を通過し、光
検出部105にて電気信号に光電変換される。なお、光
検出部105の光電変換素子としては、光電子増倍管
(PMT)がよく使われる。
As a result of irradiating the spot light, light information from the sample, for example, fluorescence information, passes through the objective lens, passes through the two-dimensional scanning mechanism 103 and the pinhole plate 104, Is photoelectrically converted to Note that a photomultiplier tube (PMT) is often used as a photoelectric conversion element of the light detection unit 105.

【0037】ピンホール板104は、所定径のピンホー
ルが開けられた板で、光検出部105の前面の結像位置
に配置される。ピンホール板104を通過した光からは
試料面上の観察点で焦点のあった一点の情報のみを検出
することができ、共焦点効果が得られる。
The pinhole plate 104 is a plate in which a pinhole having a predetermined diameter is formed, and is disposed at an image forming position on the front surface of the light detection unit 105. From the light that has passed through the pinhole plate 104, only information at one point that has been focused at the observation point on the sample surface can be detected, and a confocal effect can be obtained.

【0038】検出された電気信号は、信号処理部110
にて処理され表示部131に表示される。信号処理部1
10内での信号処理について説明する。先ず、利得可変
部111にて所望の信号増幅を行い、次にオフセット調
整部112にて所望の信号量となるように信号の増減が
設定される。信号増幅量及びオフセット量の設定値は、
CPU116からそれぞれD/Aコンバータ117,1
18に対してそれぞれの設定値を命令する。
The detected electric signal is sent to a signal processing unit 110.
And is displayed on the display unit 131. Signal processing unit 1
The signal processing in 10 will be described. First, a desired signal amplification is performed by the gain variable section 111, and then, an increase or decrease of the signal is set by the offset adjusting section 112 so as to have a desired signal amount. The set values of the signal amplification amount and the offset amount are
The D / A converters 117 and 1 are sent from the CPU 116, respectively.
18 for each set value.

【0039】次に、オフセット調整部112から出力さ
れた信号は、A/Dコンバータ113にてアナログ/デ
ジタル変換された後、記憶部114に記憶される。通
常、XY画像を取得した場合、平均輝度算出部121で
は何も処理を行なわず、D/Aコンバータ115にてデ
ジタル/アナログ変換され、変換された信号が信号処理
部110から出力手段としての表示部131伝達され、
2次元画像が表示される。
Next, the signal output from the offset adjusting unit 112 is subjected to analog / digital conversion by the A / D converter 113 and then stored in the storage unit 114. Normally, when an XY image is acquired, the average luminance calculation unit 121 does not perform any processing, and the D / A converter 115 performs digital / analog conversion, and the converted signal is displayed from the signal processing unit 110 as output means. Part 131 is transmitted,
A two-dimensional image is displayed.

【0040】一方、XYZ方向の3次元画像を取得した
い場合、Z走査駆動部120にて顕微鏡ステージの位置
(高さ)Zを所望のステップで移動させ、各観察位置ご
とにXY画像を取得し、最終的に3次元画像を構築す
る。構築された3次元画像は、記憶部114にて記憶さ
れる。
On the other hand, when it is desired to acquire a three-dimensional image in the XYZ directions, the position (height) Z of the microscope stage is moved in desired steps by the Z scanning drive unit 120, and an XY image is acquired for each observation position. Finally, a three-dimensional image is constructed. The constructed three-dimensional image is stored in the storage unit 114.

【0041】このまま、3次元画像を表示すると、Z方
向の輝度変換が行われない画像となる。従って、平均輝
度算出部121,補正係数算出部122,輝度変換部1
23にてZ方向の輝度変換を行ない、新たな画像データ
ーとして表示を行なう。
When the three-dimensional image is displayed as it is, the image is not subjected to the luminance conversion in the Z direction. Therefore, the average luminance calculation unit 121, the correction coefficient calculation unit 122, and the luminance conversion unit 1
At 23, luminance conversion in the Z direction is performed, and display is performed as new image data.

【0042】Z方向の輝度変換方法は、一般的傾向とし
てZの深い位置での光の減衰、散乱を補い表示できるよ
うに、輝度変換を行なう。以下、その手法について述べ
る。3次元画像を取得する場合、取り始めの試料の観察
位置Z1 と取り終わりの観察位置Zn を決める。通常、
対物レンズから試料が遠くなる方向に顕微鏡ステージを
駆動する。従って、取り初めの観察位置をZ1 とする
と、その観察位置は浅い位置なので明るい2次元画像と
なる。まず、初めに観察位置Z1 での2次元画像を取得
する。
In the brightness conversion method in the Z direction, brightness conversion is performed so as to compensate for light attenuation and scattering at a position deep in Z, as a general tendency, so that display can be performed. Hereinafter, the method will be described. When acquiring a three-dimensional image, determining the observation position Z n of the end take the observation position Z 1 of the beginning of the sample taken. Normal,
The microscope stage is driven in a direction in which the sample moves away from the objective lens. Therefore, when the observation position of the first take and Z 1, the observation position is bright two-dimensional image so shallow position. First, to obtain the two-dimensional image of the observation position Z 1 first.

【0043】次に、取得した観察位置Z1 での2次元画
像の全画面の平均輝度を平均輝度算出部121で算出
し、それを観察位置Z1 での平均輝度I1 とする。観察
位置Z 1 での平均輝度I1 を、基準(補正後)となる平
均輝度値とする。
Next, the obtained observation position Z12D drawing in
The average brightness of the entire screen of the image is calculated by the average brightness calculation unit 121
And place it in the observation position Z1Average brightness I at1And Observation
Position Z 1Average brightness I at1To the standard (after correction)
The average brightness value is used.

【0044】次いで、顕微鏡ステージを次の観察位置Z
2 へ駆動し、観察位置Z2 でのXY画像を取得する。そ
して、取得した観察位置Z2 でのXY画像の平均輝度I
2 を算出する(図3)。観察位置Z2 での平均輝度I2
が、観察位置Z1 での平均輝度I1 の値になるように、
補正係数算出部122で補正係数を求める。補正係数算
出部122にて、観察位置Z2 での補正係数k2 は、基
準となる観察位置Z1での平均輝度I2 から、 k2 =I1 /I2 (1) として算出される。
Next, the microscope stage is moved to the next observation position Z.
Driven to 2, to obtain the XY image at the observation position Z 2. Then, the average luminance I of the XY image at the acquired observation position Z 2 is obtained.
2 is calculated (FIG. 3). The average luminance I 2 at the observation position Z 2
Becomes the value of the average luminance I 1 at the observation position Z 1 ,
The correction coefficient is obtained by the correction coefficient calculation unit 122. By the correction coefficient calculation unit 122, the correction coefficient k 2 of the observation position Z 2 is from the average luminance I 2 at the observation position Z 1 as a reference, is calculated as k 2 = I 1 / I 2 (1) .

【0045】そして、輝度変換部123にて、観察位置
2 での画像に対して補正係数k2を乗算することによ
って輝度補正を行なう(図4)。そして、次の他の観察
位置Zi での2次元画像についても同様に補正を行な
う。これにより、観察位置Zを移動させる毎に得られる
2次元画像の輝度変換を、データ取得から表示までの処
理時間を遅らすことなく行なうことができる。
Then, the luminance conversion section 123 performs luminance correction by multiplying the image at the observation position Z 2 by a correction coefficient k 2 (FIG. 4). Then, the correction Similarly, the 2-dimensional image in the following other viewing position Z i. Thereby, the brightness conversion of the two-dimensional image obtained each time the observation position Z is moved can be performed without delaying the processing time from data acquisition to display.

【0046】また、XZ(YZ)方向の断面画像につい
ては、平均輝度値として2次元画像を対象にしていたも
のから、X(Y)方向のラインの画素について平均輝度
値を算出することで行っていく。また、平均輝度を算出
する画像領域は全画面に限らず、場合によっては画像の
中心を含んだ任意の領域としても良い。
For the cross-sectional image in the XZ (YZ) direction, the average luminance value is calculated for the pixels in the line in the X (Y) direction from the two-dimensional image as the average luminance value. To go. The image area for calculating the average luminance is not limited to the entire screen, but may be an arbitrary area including the center of the image in some cases.

【0047】本実施形態によれば、XYZ画像又はYZ
画像又はXZ画像のデータの取得から表示までの処理時
間を遅らさずに、Z方向の媒質の差を補正するために、
補正前の画像に比べZ方向に対する輝度差をなくすよう
輝度変換を行ない、深さ方向にも観察し易いXZ,Y
Z,XYZ画像が得られる。
According to this embodiment, the XYZ image or the YZ
In order to correct the difference in the medium in the Z direction without delaying the processing time from the acquisition of the image or XZ image data to the display,
The luminance conversion is performed so as to eliminate the luminance difference in the Z direction as compared with the image before correction, and XZ, Y that can be easily observed also in the depth direction
Z, XYZ images are obtained.

【0048】[第2実施形態]図5は、本発明の第2実
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。なお、図1と同一な部位には同一符号
を付し、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment] FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a scanning laser microscope according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0049】第1実施形態においては、XY画像の全画
面又はXラインの全画素またはYラインの全画像につい
ての平均輝度値を算出した。ところが、一般に蛍光物質
で染色された蛍光試料を含む試料を観察した場合、図3
に示すように、例えばXY画像上には蛍光を発する細胞
(蛍光試料)の部分と蛍光のない背景部分が存在する。
そのため、輝度変換を行なうときに計算対象とするもの
は蛍光部分のみの画像が望ましく、蛍光部分のない背景
部分を含めて算出をすることは望ましくない。
In the first embodiment, the average luminance value is calculated for the entire screen of the XY image, all the pixels of the X line, or all the images of the Y line. However, when a sample containing a fluorescent sample stained with a fluorescent substance is generally observed, FIG.
As shown in (2), for example, on an XY image, there are a portion of cells (fluorescent sample) that emits fluorescence and a background portion without fluorescence.
Therefore, it is desirable that the image to be calculated when performing the luminance conversion be an image of only the fluorescent portion, and it is not preferable to calculate the image including the background portion without the fluorescent portion.

【0050】もし、背景部分を入れて計算すると、平均
輝度値が低くなるので、輝度補正後の画像においては、
基準とした平均輝度値I1 よりも蛍光部分が明るい画像
となってしまう。従って、第1実施形態の場合、平均値
算出の際に背景部分が含まれると、観察者が所望した画
像にならない場合がある。
If the calculation is performed with the background portion included, the average luminance value becomes low. Therefore, in the image after the luminance correction,
An image in which the fluorescent portion is brighter than the reference average luminance value I 1 is obtained. Therefore, in the case of the first embodiment, if a background portion is included in the calculation of the average value, an image desired by the observer may not be obtained.

【0051】そこで、本実施形態では、XY画像から蛍
光部分を抽出する蛍光部分抽出部124を設け、背景を
含まない蛍光画像のみの平均輝度値を用いることで、第
1実施形態の欠点を補うことができる。
Therefore, in the present embodiment, the drawback of the first embodiment is compensated for by providing the fluorescent portion extracting section 124 for extracting the fluorescent portion from the XY image and using the average luminance value of only the fluorescent image not including the background. be able to.

【0052】具体的には、取得したXY画像において蛍
光部分抽出部124にて予め設定した輝度レベルを超え
たもののみ、蛍光画像のデータと判断し、平均輝度値を
算出する。輝度レベルは、不図示の外部入力装置等で観
察者が好みで設定できるので、実際の試料の画像や装置
の電気系ノイズの状態を見て適切な値を閾値として決め
ることができる。その後の処理は、XYZ及びXZ及び
YZ画像とも第1実施形態と同様であるので説明を省略
する。
More specifically, only the acquired XY image exceeding the luminance level set in advance by the fluorescent part extracting unit 124 is determined as the fluorescent image data, and the average luminance value is calculated. Since the observer can set the luminance level as desired by an external input device or the like (not shown), an appropriate value can be determined as the threshold value by checking the actual image of the sample or the state of the electrical noise of the device. Subsequent processing is the same for the XYZ, XZ, and YZ images as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0053】本実施形態の構成によれば、平均値算出の
際の背景の影響を少なくし、見易い輝度変換画像が実現
できる。また蛍光画像部分と背景部分を分離する閾値を
調整できるので、観察の際の試料に合わせた最適な最終
画像を表示できる。
According to the configuration of the present embodiment, the influence of the background when calculating the average value is reduced, and an easy-to-view luminance-converted image can be realized. Further, since the threshold value for separating the fluorescent image portion and the background portion can be adjusted, an optimal final image suitable for the sample at the time of observation can be displayed.

【0054】[第3実施形態]図6は、本発明の第3実
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。なお、図1と同一な部位には同一符号
を付し、その詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment] FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a scanning laser microscope according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0055】本実施形態では、取得後のXYZ画像を用
いて、観察者がXZ又はYZ画像を見ながらZ方向の輝
度変換を行なう。得られたXYZ画像から、XZ,YZ
切り出し部125にて細胞の輝度がZ方向に分布してい
るXZ又はYZ断面を切り出し、その断面上の細胞につ
いてZ方向の輝度分布を求める。
In the present embodiment, the observer performs luminance conversion in the Z direction using the acquired XYZ image while viewing the XZ or YZ image. From the obtained XYZ image, XZ, YZ
An XZ or YZ section in which the brightness of the cells is distributed in the Z direction is cut out by the cutout section 125, and a brightness distribution in the Z direction is obtained for the cells on the cross section.

【0056】例えば、図7に示すように浅い観察位置Z
1 から、深い観察位置Z2 へのラインに関して輝度分布
を算出する(図8)。この輝度変化を用いて、観察位置
1の明るい輝度に他の観察位置Zi の輝度を補正する
為の補正係数を第1実施形態と同じように求め、各観察
位置での補正を行なう。これにより、第1実施形態の背
景を考慮しない場合より、観察者の所望の観察位置での
輝度変換を行なうことが可能である。
For example, as shown in FIG.
1, calculates the luminance distribution with respect to the line of the deep observation position Z 2 (FIG. 8). Using this brightness change, obtain a correction coefficient for correcting the luminance of the other viewing positions Z i bright luminance of observation position Z 1 as in the first embodiment performs correction for each observation position. Thereby, it is possible to perform the luminance conversion at a desired observation position of the observer compared to the case where the background of the first embodiment is not considered.

【0057】本実施形態の構成によれば、XZ又はYZ
切り出し画像からの変換データをもとに、深さ方向の輝
度分布を算出するので、背景の画像の影響もなく、補正
後に良好な画像が得られる。
According to the configuration of this embodiment, XZ or YZ
Since the luminance distribution in the depth direction is calculated based on the conversion data from the cut-out image, a good image can be obtained after the correction without being affected by the background image.

【0058】[第4実施形態]本実施形態では、近似式
を用いて輝度補正を行なう例について説明する。条件と
して均質な試料で、かつ蛍光の退色を無視できるものと
する。このような条件下では、試料内での光の増減は以
下のように考えられる。一般に、光が物質(媒質)中を
進む場合、元の光の強度をIとすると、物質中での光の
強度の減衰係数Gは、光が微少距離dz進む時の変化率
として、 G=−(dI/I)(1/dz) (2) と定義される。
[Fourth Embodiment] In this embodiment, an example in which luminance correction is performed using an approximate expression will be described. It is assumed that the condition is a homogeneous sample and that the fading of the fluorescence can be ignored. Under such conditions, the increase or decrease of light in the sample is considered as follows. In general, when light travels through a substance (medium), assuming that the original light intensity is I, an attenuation coefficient G of the light intensity in the substance is expressed as a rate of change when the light travels a minute distance dz: − (DI / I) (1 / dz) (2)

【0059】従って、物質に入る直前のレーザ光の強度
がI0 である場合、観察位置Zでの光強度I(Z) は、 I(Z) =I0 × exp(−GZ) (3) になり、レーザ光は試料内で吸収され減衰することが分
かる。つまり、試料内のレーザ光の強度は、試料の深い
ところに行くに従い、指数関数的に減衰する(図9)。
Therefore, when the intensity of the laser beam immediately before entering the substance is I 0 , the light intensity I (Z) at the observation position Z is I (Z) = I 0 × exp (−GZ) (3) It can be seen that the laser light is absorbed and attenuated in the sample. That is, the intensity of the laser light in the sample decreases exponentially as it goes deeper into the sample (FIG. 9).

【0060】また、試薬(蛍光物質)が発する蛍光強度
についても同様な考えが適用でき、蛍光を発してから検
出器に到達するまでに光強度は減衰する。ある観察位置
Zから発生する蛍光量をF0 とし、そのときの減衰係数
Bとすると、物質中を通った蛍光が検出器にて検出され
る蛍光量FはZの関数として、 F(Z) =F0 × exp(−BZ) (4) と表される。
The same concept can be applied to the fluorescence intensity emitted by the reagent (fluorescent substance), and the light intensity is attenuated from the time when the fluorescence is emitted until the light reaches the detector. Assuming that the amount of fluorescent light generated from a certain observation position Z is F 0 and the attenuation coefficient B at that time is, the amount of fluorescent light F in which the fluorescent light passing through the substance is detected by the detector is expressed as a function of Z : F (Z) = F 0 × exp (−BZ) (4)

【0061】また、蛍光量F0 は、レーザ光の強度I
(Z) に比例し、試薬(蛍光物質)の自然放出係数A0
すると、 F0 =A0 ×I0 × exp(−GZ) (5) となる。従って、観察位置が深さZの場合、光検出部に
よって検出される蛍光量F(Z) は、 F(Z) =A0 ×IZ ×F0 ×exp(−(B+G)Z) (6) となる。
The amount of fluorescence F 0 is determined by the intensity I of the laser beam.
Assuming that the spontaneous emission coefficient of the reagent (fluorescent substance) is A 0 in proportion to (Z) , F 0 = A 0 × I 0 × exp (−GZ) (5) Therefore, when the observation position is at the depth Z, the amount of fluorescence F (Z) detected by the light detection unit is as follows: F (Z) = A 0 × I X × F 0 × exp (− (B + G) Z) (6) ).

【0062】従って、光検出部が検出する蛍光量は、試
料の深い部分を観察するのに従い指数関数的に減少して
いく。このように、観察深さZに応じて光の強度が変る
ので、検出される蛍光輝度を(6)式に当てはめること
ができる(図10)。
Therefore, the amount of fluorescent light detected by the light detecting section decreases exponentially as a deep portion of the sample is observed. As described above, since the light intensity changes according to the observation depth Z, the detected fluorescence luminance can be applied to the expression (6) (FIG. 10).

【0063】蛍光強度F(z) が平均輝度であると仮定
し、(6)式においてトータルの初期値(A0 ×I0 ×
0 )をC0 、減衰係数(B+G)をkとすると(図1
1)、 F=C0 × exp(−kZ) (7) と取り扱うことができる。
Assuming that the fluorescence intensity F (z) is the average luminance, the total initial value (A 0 × I 0 ×
Assuming that F 0 ) is C 0 and the attenuation coefficient (B + G) is k (FIG. 1).
1), F = C 0 × exp (−kZ) (7)

【0064】観察されたXYZ画像の各Z位置と平均輝
度との分布から、最小二乗法によって誤差が少ない
(7)式の係数C0 ,kを求める。そのときの平均輝度
値は、第1〜3実施形態にて求められた値を使う。
From the distribution of each Z position of the observed XYZ image and the average luminance, the coefficient C 0 , k of the equation (7) with a small error is obtained by the least squares method. The value obtained in the first to third embodiments is used as the average luminance value at that time.

【0065】そして、観察された輝度値に対して補正を
行なう。観察された輝度に、補正係数を掛けることによ
ってZ方向の輝度変換を行ない、試料内での入射光及び
蛍光の減衰が無いときとした場合に検出される輝度を求
める。そして、補正された輝度FH は、各観察位置Zで
の輝度をFz とすると、 FH =Fz ×C0 (1−exp〔−kZ〕) (8) と算出される。
Then, the observed luminance value is corrected. The observed luminance is multiplied by a correction coefficient to perform luminance conversion in the Z direction, and a luminance detected when there is no attenuation of incident light and fluorescence in the sample is obtained. Then, the corrected luminance F H is calculated as follows: F H = F z × C 0 (1−exp [−kZ]) (8) where F z is the luminance at each observation position Z.

【0066】これらの補正処理はCPU116にて行な
う。これにより、各観察位置Zについて、XY画像また
はXラインまたはYラインの輝度値を変換して補正を行
なう。補正後のデータは再度取得画像とは別に、記憶部
114に記憶され、D/Aコンバータ115を通して表
示される。
These correction processes are performed by the CPU 116. Thus, for each observation position Z, the correction is performed by converting the luminance value of the XY image or the X line or the Y line. The corrected data is stored again in the storage unit 114 separately from the acquired image and displayed through the D / A converter 115.

【0067】従って、一律な輝度値合わせではなく、自
然現象にそった輝度変換画像を得ることができる。X
Z,YZ画像に対しても、各Xラインを対象として同様
な処理が可能である。
Therefore, it is possible to obtain a luminance conversion image according to natural phenomena, instead of uniform luminance value adjustment. X
Similar processing can be performed on Z and YZ images for each X line.

【0068】以上、これらの処理は、ハードウェアで
も、ソフトウェアどちらも実現可能である。
As described above, these processes can be realized by hardware or software.

【0069】本実施形態の構成によれば、Z方向に暗い
輝度の画像を自然現象に則り輝度変換し、見易い画像に
変換でき、深さ方向にも観察し易いXZ,YZ,XYZ
画像が得られる。以上の方法により、輝度変換し見易い
画像を表示することで、操作者、観察者の所望の画像を
提供することができる。
According to the structure of this embodiment, an image having dark luminance in the Z direction can be converted into an easy-to-view image by performing luminance conversion according to a natural phenomenon, and XZ, YZ, XYZ that can be easily observed in the depth direction.
An image is obtained. With the above-described method, by displaying an image which is easy to view after luminance conversion, a desired image of the operator and the observer can be provided.

【0070】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、本発明は一般的にXYZ画像
を取得できるシステムに適用でき、例えば、検出器がP
MTではなく、TVカメラ等の検出器を用いたシステム
でも可能である。この場合、カメラサイズ、信号方式に
は制限はない。また、これらの処理は、入力の信号を、
1系統だけでなく複数入力にて並列処理を行っても適用
可能できる。また、105の光検出部は、フォトダイオ
ード(PD)、CCD,CMD等の光電変換が効率よく
できれぱPMTに限らなくてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the invention is generally applicable to systems that can acquire XYZ images, for example, where the detector is P
A system using a detector such as a TV camera instead of the MT is also possible. In this case, there are no restrictions on the camera size and the signal system. In addition, these processes convert the input signal into
The present invention can be applied even when parallel processing is performed not only for one system but also for a plurality of inputs. Further, the photodetector 105 can efficiently perform photoelectric conversion of a photodiode (PD), a CCD, a CMD, etc., and is not limited to the PMT.

【0071】また、2次元走査機構部103は、ガルバ
ノミラーや、共振ガルバノミラー、ポリゴンミラー、A
OD、でもよく、XYの走査が制御できればよい。
The two-dimensional scanning mechanism 103 includes a galvanometer mirror, a resonance galvanometer mirror, a polygon mirror,
OD may be used as long as XY scanning can be controlled.

【0072】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
The present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
料の観察深さに応じた輝度変化を補正し、試料の観察を
容易に行うことができる。
As described above, according to the present invention, a change in luminance according to the observation depth of a sample can be corrected, and the sample can be easily observed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a scanning laser microscope according to a first embodiment.

【図2】ガルバノミラーを用いたレーザ光のXY走査を
示す図。
FIG. 2 is a diagram showing XY scanning of laser light using a galvanomirror.

【図3】観察位置毎の試料の概略を示す図。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a sample at each observation position.

【図4】輝度の補正の概念を説明するための図。FIG. 4 is a view for explaining the concept of luminance correction.

【図5】第2実施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a scanning laser microscope according to a second embodiment.

【図6】第3実施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a scanning laser microscope according to a third embodiment.

【図7】第3実施形態の補正方法を説明するための図。FIG. 7 is a diagram illustrating a correction method according to a third embodiment.

【図8】第3実施形態の補正方法を説明するための図。FIG. 8 is a diagram illustrating a correction method according to a third embodiment.

【図9】第4実施形態の補正方法を説明するための図。FIG. 9 is a diagram illustrating a correction method according to a fourth embodiment.

【図10】第4実施形態の補正方法を説明するための
図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a correction method according to a fourth embodiment.

【図11】第4実施形態の補正方法を説明するための
図。
FIG. 11 is a view for explaining a correction method according to a fourth embodiment.

【図12】従来の走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示す
ブロック図。
FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional scanning laser microscope.

【図13】観察標本(試料)を観察する場合を説明する
ための図。
FIG. 13 is a diagram illustrating a case where an observation sample (sample) is observed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…光学顕微鏡 102…レーザ光源 103…2次元走査機構部 104…ピンホール板 105…光検出部 110…信号処理部 111…利得可変部 112…オフセット調整部 113…A/Dコンバータ 114…記憶部 115,117,118…D/Aコンバータ 116…CPU 119…2次元走査駆動制御部 120…Z走査駆動部 121…平均輝度算出部 122…補正係数算出部 123…輝度変換部 124…蛍光部分抽出部 131…表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Optical microscope 102 ... Laser light source 103 ... Two-dimensional scanning mechanism part 104 ... Pinhole plate 105 ... Photodetection part 110 ... Signal processing part 111 ... Gain variable part 112 ... Offset adjustment part 113 ... A / D converter 114 ... Storage part 115, 117, 118 D / A converter 116 CPU 119 Two-dimensional scan drive controller 120 Z scan drive 121 average luminance calculator 122 correction coefficient calculator 123 luminance converter 124 fluorescent part extractor 131 Display unit

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Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料に対してレーザ光を出射するためのレ
ーザ光源と、 前記試料の焦点位置に前記レーザ光を照射するための光
学系と、 前記試料の焦点位置からの光を検出するための検出手段
と、 この検出手段で検出したデータを出力する出力手段と、 前記試料に対して前記レーザ光の焦点位置を相対的に変
化させる手段とを具備してなるレーザ顕微鏡において、 各焦点位置毎に得られた各データの輝度を補正する手段
を具備してなることを特徴とするレーザ顕微鏡。
1. A laser light source for emitting laser light to a sample, an optical system for irradiating the laser light to a focal position of the sample, and detecting light from the focal position of the sample. And a means for outputting data detected by the detecting means; and a means for relatively changing a focal position of the laser light with respect to the sample. A laser microscope comprising means for correcting the luminance of each data obtained every time.
【請求項2】試料のXY方向の2次元平面に対してスポ
ット光を走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検
出することによってXY方向の2次元平面の画像データ
を取得し、該スポット光の焦点位置をZ方向に変化させ
ることによって複数の異なる観察位置の前記画像データ
を取得するレーザ顕微鏡において、 得られた各画像データの平均輝度を算出する平均輝度算
出手段と、 この平均輝度算出手段によって算出された画像データの
平均輝度から、取得された複数の画像データから選ばれ
た基準となる画像データに対する補正係数を算出する手
段と、 各画像データに対してそれぞれ算出された補正係数をも
とに輝度補正を行なう手段とを具備してなることを特徴
とするレーザ顕微鏡。
2. An image data of a two-dimensional plane in the XY direction is obtained by detecting reflected light or transmitted light from the sample while scanning a spot light on the two-dimensional plane in the XY direction of the sample. In a laser microscope for acquiring the image data at a plurality of different observation positions by changing the focal position of the spot light in the Z direction, an average luminance calculating means for calculating an average luminance of each of the obtained image data; Means for calculating a correction coefficient for the reference image data selected from the plurality of image data obtained from the average luminance of the image data calculated by the calculation means; and a correction coefficient calculated for each image data. A means for performing luminance correction based on the laser microscope.
【請求項3】蛍光物質で染色された蛍光試料を含む試料
のXY方向の2次元平面に対してスポット光を走査しつ
つ該試料からの反射光又は透過光を検出することによっ
てXY方向の2次元平面の画像データを取得し、該スポ
ット光の焦点位置をZ方向に変化させることによって複
数の異なる観察位置の前記画像データを取得するレーザ
顕微鏡において、 前記画像データから蛍光部分を抽出する手段と、 抽出された蛍光部分の平均輝度を算出する平均輝度算出
手段と、 この平均輝度算出手段によって算出された平均輝度か
ら、取得された複数の画像データから選ばれた基準とな
る画像データに対する補正係数を算出する手段と、 各画像データに対してそれぞれ算出された補正係数をも
とに輝度補正を行なう手段とを具備してなることを特徴
とするレーザ顕微鏡。
3. A method of detecting a reflected or transmitted light from a sample while scanning a spot light on a two-dimensional plane in the XY direction of a sample including a fluorescent sample stained with a fluorescent substance, thereby detecting a two-dimensional plane in the XY direction. A laser microscope that obtains image data of a two-dimensional plane, and obtains the image data of a plurality of different observation positions by changing the focal position of the spot light in the Z direction; and a means for extracting a fluorescent portion from the image data. Average luminance calculating means for calculating an average luminance of the extracted fluorescent portion; and a correction coefficient for reference image data selected from a plurality of image data obtained from the average luminance calculated by the average luminance calculating means. And a means for performing luminance correction based on the correction coefficient calculated for each image data. Laser microscope.
【請求項4】試料のXY方向の2次元平面に対してスポ
ット光を走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検
出することによってXY方向の2次元平面の画像データ
を取得し、該スポット光の焦点位置をZ方向に変化させ
ることによって複数の異なる観察位置の前記画像データ
を取得するレーザ顕微鏡において、 前記画像データが取得された焦点位置の情報に応じて、
該画像データに対して前記スポット光及び,前記反射光
又は透過光の減衰による前記画像データの輝度の変化を
補正する手段を具備してなることを特徴とするレーザ顕
微鏡。
4. An image data of a two-dimensional plane in the XY direction is obtained by detecting reflected light or transmitted light from the sample while scanning a spot light on the two-dimensional plane in the XY direction of the sample. In a laser microscope that acquires the image data at a plurality of different observation positions by changing the focal position of the spot light in the Z direction, according to information on the focal position at which the image data is acquired,
A laser microscope comprising means for correcting a change in luminance of the image data due to attenuation of the spot light and the reflected light or transmitted light with respect to the image data.
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